2022年转向系统设计规范共享 .pdf
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1、转向系统设计规范-甘晓珍1 转向系统设计规范1 规 范本 规 范 介 绍了 转向 系 统 的 设 计计 算、 匹 配 、 以 及 动 力转 向 管 路 的 布 置 。本 规 范 适用 于天 龙 系 列 车 型 转 向系 统 的 设 计2.引用标准:本规 范 主要 是在 满 足下 列标 准 的规 定( 或 强制 )范 围 之 内 对转 向系 统 设 计 和整 车 布 置 。GB 17675-1999 汽 车 转 向系 基 本要 求GB11557-1998防止 汽 车 转 向 机 构 对驾 驶 员 伤 害 的 规 定GB 7258-1997机动 车 运 行 安 全 技 术条 件 GB 9744-1
2、997载重 汽 车 轮 胎 GB/T 6327-1996载重 汽 车 轮 胎 强 度 试验 方 法 汽 车标 准 汇 编 第五 卷转 向车 轮3.概述:在 设 计 转 向 系统 时 , 应 首 先 考 虑 满 足 零 部 件 的 系 列 化 、 通 用 化 和 零 件 设 计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 15 页 - - - - - - - - - 转向系统设计规范-甘晓珍2 的 标 准 化 。 先 从 产 品 开 发 项 目 设 计 定 义书 上 猎
3、取 新 车 型 在 设 计 转 向 系 统所必 须 的 信 息 。 然 后 布 置 转 向 传 动 装 置 , 动力 转 向 器 、 垂 臂 、 拉 杆 系 统 。 再 进行拉 杆 系 统的 上 / 下 跳 动 校 核、 与轮 胎的 位 置 干 涉 校 核 ,以 及与 悬 架 系 统 的位 置干涉 、 运 动 干 涉 校 核 。 最 小 转 弯 半 径 的 估 算, 方 向 盘 圈 数 的 计 算 。 最 后 进 行 动力转 向 器 、动 力转 向 泵 , 动 力 转向 油 罐的 计 算 与 匹 配 ,以 满 足整 车与 法 规的 要求 ;确 定 了 动 力 转 向 器 、 动 力 转 向 泵
4、 , 动 力 转 向 油 罐 匹 配 之 后 , 再 完 成 转 向 管 路 的连 接 走 向。4 车辆类型:以 EQ3386 8 4 为例 , 64 或 42 类似5 杆系的布置:根 据 产 品 开 发 项 目 设 计 定 义 书 上 所 要 求 的 、 车 辆类 型 、 车 驾 宽 、 高 、轴 距 、 空/ 满 载 整 车 重 心 高 坐 标 、 轮 距 、 前 / 后 桥满 载轴 荷 、 最 小 转 弯 直 径 、 最高 车 速 、发 动机 怠 速、 最 高 转速 , 空 压 机 接 口 尺寸 ,轮 胎 规 格 等 ,确 定前 桥 的吨 位 级 别 、 轮 胎 气 压 、 花 纹 等
5、。 考 虑 梯 形机 构 与 第 一 轴 、 第 二 轴 、 第 三 轴 、第四 轴 之 间 的 轴 距 匹 配 及 各 轴 轮 胎 磨 损 必 需均 匀 的 原 则 , 确 定 第 一 前 桥 、 第 二前桥 内 外 轮 转 角 、 第 一 垂 臂 初 始 角 、 摆 角 与长 度 、 中 间 垂 臂的 长 度 、 初 始 角 、 摆角 , 确 定上 节 臂 的 坐 标 、 长度 等确 定的 参数 如 下第 一 、二 轴选 择 7 吨 级 规格轮 胎 型号 : 12.00-20、轮 胎 气 压 0.74Mpa 、 花 纹第 一 轴外轮 转角 35;内 轮 转角 44名师资料总结 - - -精
6、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 15 页 - - - - - - - - - 转向系统设计规范-甘晓珍3 第 二 轴外轮 转 角 29;内 轮 转 角 34第 一 轴 上 节臂 参数上 节 臂 球 销坐 标上 节 臂 有 效长 度垂 臂 参 数垂 臂 长 度 315mm ,中 间球 销 长 度 187mm (接 中 间 拉 杆) , 初 始 角向 后 2第 二 轴 上 节臂 参数上 节 臂 球 销坐 标上 节 臂 有 效长 度中 间 垂 臂 参数中 间 垂 臂 长度 330 mm(
7、接 第 二 直 拉 杆) , 中 间球 销长 度 230mm (接 中间 拉 杆) ,中 间 球 销长 度 269.5mm(接 助 力 油 缸 活塞 ) , 初 始 角 向后 6上 述主 要 参数 确定 后 ,便可 布 置 转向 机 支 架 、第 一 直 拉杆 、第 二 直 拉 杆 、中 间 拉 杆 。设 计 转 向 机 支 架 时 , 第 一 要 考 虑 支 架 的 强 度 , 第 二 要 支 架的 刚 度 ,第 三 要 考虑 支 架的 铸 造 工 艺 性 。 转 向 机 支 架 可 以 用 有 限元 进 行 优 化 设计 , 在 因 为 支 架 的 强 度 与刚度 影 响 到 整 个 转
8、向 系 统 的 性 能 。 支 架 的强 度 与 刚 度 不足 , 会 引 起 前 轮 摆 振 、 前轮转 向 反 映 迟 钝 、 方 向 盘 自 由 间 隙 大 。 另外 , 还 要 考 虑转 向 机 的 安 装 工 艺 性 与 维修方 便 性 , 使 转 向机 的 安 装 螺 栓 有 拧紧 空间 及 便 于拆 卸 。设 计 第 一/ 第二 直拉 杆 时,要 考虑 下 列 问 题 :保 证 车 轮 右 转 极 限位 置 时 ,直 拉杆 与轮胎 有 10mm的 间 隙, 直拉 杆 与 减 振 器有 10mm的 间 隙 , 直拉 杆 前 后 球 销摆 角不 超 过12,直 拉 杆 与 制 动 气
9、室 有 10mm的 间 隙 等 ;保 证 车 轮 左 转 极限 位 置 时 ,直 拉 杆 不名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 15 页 - - - - - - - - - 转向系统设计规范-甘晓珍4 与 转向 机 及 转 向 机 支 架等 另 部 件 干 涉 , 直拉 杆前 后 球 销 摆 角也 不超 过 12。 还 保证 车轮 上 下 跳 动 100mm时, 直 拉 杆 前 后 球 销摆 角 不 超 过 15。 当 然 , 还 要 考虑 直拉 杆 的 制
10、造 工 艺 性 , 使 设计 的 直 拉 杆 容 易 制 造 。 最 后 还 要 对 直 拉 杆 进 行 强 度 、 稳定 性校 核 。设 计 中 间拉 杆 时 ,要 考 虑 下 列问 题:保 证 车 轮 左 / 右 转至 极 限 位 置 时 ,中 间拉 杆不 与周 围的 另 部 件 干 涉 , 中间 拉 杆 前 后 球 销 摆角 不超 过 12。 该 车型 为 双 前 桥 , 杆 系另 部 件 多 , 而 且 运 动 关 系较 复 杂 , 如 果 制 造 水 平 低 , 杆 系 长 度 公 差 较 大 的 话 , 则会 引 起 第 一 与 第 二 桥 不 对中 , 因 此 , 应 把 中 间
11、 拉 杆 设 计 成 长 度 可 调 式 , 以 弥 补 制造 缺 陷 带 来 的 不 足 。 当 然, 也 考 虑 中 间 拉 杆 的 制 造 工 艺 性 , 使 设 计 的 中 间 拉 杆 容易 制造 。 最 后 同 样 要 对中 间 拉 杆 进 行 强 度、 稳定 性 校 核 。6 前轮上跳干涉量计算布 置 拉 杆系 统 时 , 要 保 证 前 悬 架和 转 向 拉 杆 的 运 动协 调。 在采 用 钢 板 弹 簧的情 况下 , 当 前 轮 相 对 于 车 身 上 下 跳动 时, 转 向 上 节臂 与 直 拉 杆 相连 的 球 销 中 心 ,一 方面 随 着 前 桥 沿 着 弹簧 主 片
12、 所 决 定 的 轨迹 运动 , 同 时 又 要 随着 垂臂 球 销 中 心运 动。 如 果 这 两 种 运 动 的 轨 迹 偏 差较 大, 一 方 面 在不 平 路 面 时 会 引 起前 轮摆 振 ,一 方面 , 在 紧 急 制 动 时由 于 弹 簧 的 纵 向 扭曲 ,会 引 起 前 轮 跑偏 。按 TRW规 定 :当 车轮 上 跳 100 时, 干涉 量 不 大 于 7mm , 车 轮 下 跳 100mm时 , 干 涉 量不 大于 15mm 。如 果不 考 虑 两 前 桥 之 间的 相 互 影 响 , 双 前 桥的 干 涉 量 计 算 与 单前 桥的 计 算 方 法相 同, 单 独 计
13、算 每 个 前桥 的 干 涉 量 便 可 。计 算结 果 如 下名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 15 页 - - - - - - - - - 转向系统设计规范-甘晓珍5 弹 簧当 量 杆半 径 R=612mm 弹 簧当 量 杆角 度 =7.86 第 一轴 :当 前 轮 上 跳 ( DZ) 100mm 或 下 跳 ( DZ)100mm ,相 应 的干 涉 量( DX)如 下 : DZ DX 100 -5.54 90 -4.66 80 -3.86 -80 -0
14、.9 -90 -1.36 -100 -1.92 第 二 轴 : 当前 轮 上 跳( DZ) 100mm或 下 跳( DZ) 100mm ,相 应的 干 涉 量( DX)如下 : DZ DX 100 2.12 90 2.23 80 2.27 -80 -7.04 -90 -8.29 -100 -9.63 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 15 页 - - - - - - - - - 转向系统设计规范-甘晓珍6 可 以 看 出, 杆 系 的 布 置 满 足 TRW
15、要 求 。7 转弯半径估算转 弯 半 径 与 第 一 轴 的 梯 形 机 构 及 梯 形 机 构 与 杆 系 的 匹 配 有 关。 要 尽 量 使 所 有轮 胎产 生 纯 滚 动 和 最 小的 磨 损 。因 为轮 胎有 侧 偏 现 象 ,目 前 ,轮 胎 侧 偏 刚 度等有 关参 数 欠 缺 , 转 弯 半径 只 能 作 近 似 估 算, 然后 用 实 验 验 证。第 一 轴梯 形机 构 的 计 算梯 形 臂球 头坐 标 ( -170 ,882.1 , -110.0)梯 形 臂有 效长 度 m=175mm 梯 形 底角 76.27梯 形 臂两 球头 中 心 距 1764.2mm 通 过 计算
16、机优 化 设 计 , 当内 轮转 44时 外 轮相 应 转 35最 小 转弯 半径 Rmin 可 按 下 式计算:式 中 : L1 ,L2, L3轴 距 a 车轮 接 地 偏 置 距max0外轮 最 大 转 角a1第 一 轴 侧 偏 角, 取 4 代 入 数据 :aLLLLRa)sin(35. 01max03321min名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 15 页 - - - - - - - - - 转向系统设计规范-甘晓珍7 最 小 转 弯直 径为 21.6
17、6m , 满 足 整 车要 求 , 实 际 转弯 半径 通 过 试 验 测 定 。8 方向盘圈数计算: 方 向盘 圈 数 与 第 一 前 桥 最 大 转 角 及 转 向系 的 角 传 动 比 有 关 , 它 影 响驾 驶 员 的 超纵 轻 便 性 和 转 向灵 敏 性 。方 向 盘 圈 数 小 时 ,机 动 性好 些 ,如 果 太 小 ,会 不 符 合驾 驶 员 的 驾 驶 习惯 ;方 向 盘 圈 数 大 时,转 向 不 太 灵 敏 。对 装 动力 转向 的 重 型 货车 , 方 向 盘 圈 数可 稍 小 些 , 一 般 在 4.0-5.5圈 之 间。通 过 计 算机 优化 设 计 , 结 果
18、 为 :当 第 一 轴左 轮向 右 转 35时 , 垂 臂 摆 角向 后 39.4 , 右 轮相 应 的 转 角 为 44;中 间 垂 臂 摆 角 向后 31, 第 二 轴 左 轮向 右相 应 的 转 27.7 , 右轮 相 应的 转 角为 32.4 ;当 左 轮 向左 转 44时 ,垂 臂 摆角 向前 38.4 ,右 轮 相 应 的转 角为 35;中 间 垂臂 摆 角 向 前 摆 32, 第 二 轴 左轮 向 左 转 33, 右 轮 的 转 角 为 28.3 。 当 动 力转 向 器 角 传 动 比为 24 时 , 方 向 盘转 动总 圈 数 计 算 如 下方 向 盘转 动总 圈 数 : (
19、圈) mm mR828.10108282.37)435sin(5.6127min2.536024)4.384.39(名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 15 页 - - - - - - - - - 转向系统设计规范-甘晓珍8 9 动力转向系统的计算9.1 第 一 轴 动 力 转 向能 力计 算动 力 转 向 器 的 缸 径 、 最 高 油 压 、 最 大 输 出 力 矩 与 轮 胎 的 原 地转 向 阻 力 矩 , 拉杆 系统 的 角 传 动 比 有 关。动
20、力 转 向 器 的 最 大 输出 力 矩 过 大 时 ,易 使 杆 系 和 车 身变 形;动 力 转 向 器 的 最大 输 出 力 矩 过 小 ,车 辆超 载 时 ,动 力 转 向 失 灵 。原 则 是保 证 动 力 转 向 器 的 最 大 输 出 力 矩 稍 大 于 作 用 于 直 拉 杆 作 用 于 摇 臂 轴 上 的 阻 力矩 。原 地转 向力 估 算 。原 地 转 向 时,轮 胎 阻 力 矩 Ms一 般 按 V.E.GOUGH 推荐 的 经验 公 式 计算 , 即式 中 :轮胎 与 地 面 间 的 摩 擦系 数 , 取 =0.7 G 单 边 车轮 负 荷 N G=7000 x9.8/2
21、=34300N P 轮 胎 充气 压 力 , 取 7.4X105代 入 数 据得 : 拉 杆机 构 传 动 比 计算 。 通 过 计 算机 优 化 设 计 :左 轮 右 转35时 , 拉 杆 机 构( 从 垂 臂到 上 节 臂 )传 动比 iD为 1.411 ,梯 形 机 构( 从 上节 臂 到 右 梯形 臂)传 动PGMS33mNMS.1.1723104.73430037.053名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 15 页 - - - - - - - - -
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